“无机化学”课程教学改革与探索实践

梁成露 刘洋

[摘 要] 目前，部分大一新生存在学习动力不足、自主学习和独立思考能力欠缺、难以适应大学学习生活的问题。“无机化学”作为高校化学及相关专业（化工、生物、材料、环境、制药等）第一门专业必修课，其教学质量直接影响学生的学习效果及兴趣，影响后续专业课程的学习质量，进而影响学生素质能力的提高。同等重要的是，如何将课程思政与无机化学专业知识教学进行有机融合，将立德树人的教育目标融入专业知识的传授过程，为我国社会主义现代化建设培养接班人。

[关键词] 无机化学;教学改革;课程思政

[基金项目] 2021年度福建工程学院研究生课程思政示范课“功能高分子材料”（E4600020）;2022年度福建工程学院本科教育教改项目“一流应用型大学建设背景下的‘无机化学’教学改革与实践”（2022JG005）

[作者简介] 梁成露（1990—），女，四川达州人，工学博士，福建工程学院材料科学与工程学院教授，硕士生导师，主要从事无机材料能源转化，以及新工科及工程教育认证背景下本科和研究生人才培养模式探索研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）18-0053-04 [收稿日期] 2021-07-29

作为四大化学（无机化学、有机化学、分析化学、物理化学）之一的无机化学是化学科学中发展最早的一个分支学科，是一门重要的专业基础课。它承担着研究所有元素的单质和无机化合物的组成、结构、性质和反应的重大任务。无机化学在传统农业、工业、医药、食品加工及新能源新材料的开发研究中发挥重大作用，是化学、化工、制药、能源、环境、材料等专业的基础必修课。如今，无机化学这门古老的学科通过与其他新兴学科交叉融合，形成了如金属有机化学、生物化学、能源化学、绿色化学和材料化学等一系列交叉融合学科，为化学学科的发展注入新活力。因此，无机化学教学水平对相关专业学生素质、技能培养起着重要的作用。

一、“无机化学”教学现状及困境

无机化学授课对象一般为本科新生，一方面学生刚刚经历高考，从极度紧张的状态松弛下来，部分学生学习动力不足、态度松懈;另一方面，学生习惯于高中上课听讲加做笔记、课后做习题学习方式。学生习惯于对知识点结论的掌握，忽略对内在规律及知识点产生过程的探索。大学课堂不同于中学课堂，更加注重内在规律的讨论及推导延伸，从而推导出知识点。因此，一堂课的信息量较大，需要学生集中精力、紧跟教师思路，和教师一起完成知识的探索过程，即大学课堂注重培养学生的思维方式，培养独立思考及运用学科知识解决问题的能力。因为培养和教会学生分析和解决问题的能力比教会他们具体问题的答案更重要。不夸张得说，大学教师的课堂讲解只能起到抛砖引玉的作用，需要学生投入大量的时间精力进行课后学习，要求学生具有较高自主学习意识，通过查阅资料，独立思考、钻研来完成自我提升。对大一新生来讲，无论是心态还是学习方法转变都没能很好地适应大学课堂，导致学生普遍反映：知识点太多，难度大，内容抽象，老师上课节奏快。

作为承担无机化学教学任务的教师，必须认识到以上现状，帮助学生尽快完成角色转变并适应大学课堂，掌握班级学习情况并考虑学生的学习差异性，调整授课方式及节奏，不能一味灌输知识点。要让学生从“无机化学”这门课开始，转变学习态度及方法，学习解决问题的正确思路。通过教师与学生之间的教学互动，帮助学生认识到无机化学不是枯燥的理论，而是优秀科学家思维的火花，是人类的宝贵财富。教师要注重增强学生的课堂参与感，激发学生的学习兴趣并积极引导学生感受无机化学之美。让学生由衷喜欢上这门课，从而激发学习动力和积极性。这将使他们在今后学习任一门课时都受益匪浅，而且必将对他们今后的深入学习和研究产生积极的影响，为国家培养更多高质量的技术及研究人才。

二、“无机化学”教学改革策略

本文立足“无机化学”教学现状及困境，针对“无机化学”教学中存在的学生学习态度松懈、学习方法不适应等问题，提出几点教学改革思路及课堂实践经验，以提高课堂教学质量。使学生有效掌握无机化学的基本理论和基础知识，并能利用无机化学基本理论与知识进行计算、推理及解决问题。培养学生分析和解决化学实际问题的能力，培养学生严谨的科学态度和探索知识的进取精神，并使学生树立辩证唯物主义观点和科学思维能力[1]。同时，立足于新时代课程思政的大背景，探索课程思政有机融入“无机化学”课程的教学模式，引导学生进行正确的价值塑造。

（一）任课教师教学理念和方法的转变

互联网的普及，信息和知识的快速传播，使学生对知识本身的获取变得容易，很多概念性的知识和结论都可以通过网络获得。为应付考试而死记硬背概念和公式，只会消磨学生的学习激情，让学生形成“学习无用”的观点。因此，高素质的人才培养应该更注重培养获取知识的能力，即思维方式、思考问题的角度及解决问题的能力[2]。教师首先应转变教学理念、改进教学方法，才能正确引导学生。教师的课堂教学有意识地突出、强调并引导学生对各种重要理论和概念的知识背景及重要意义进行思考，对公式推导的依据和前提进行思考和讨论，并根据思考和讨论将问题延伸、拓展到其他相似的科学问题或日常生活中。讓学生体验如何采用科学的思维方式透过现象看本质，如何根据现象寻找原因，探究规律，一步步解释、解决自然现象及问题。通过思想上的碰撞，训练这种获取知识的思维方式。从而慢慢转变学习方式方法，适应大学课堂，获得科学的思维方式。使学生知其然更知其所以然，而不是囫囵吞枣般死记概念和公式。授人以鱼不如授人以渔，只有学生掌握了获取知识的方法和解决问题的能力，才能适应新时代高素质专业人才的要求，才能解决错综复杂的实际工程问题或研究难题，才能为国家、为社会做出更大的贡献。

（二）课堂教学方式创新

1.分析学情，帮助学生建立知识体系框架。任课教师要吃透教材，梳理知识点及教学重难点。随着高考新政“3+1+2”模式的推行，化学成为4选2中的一门选考科目，即从化学、生物、政治、地理4门课程中选择2门作为学习和考试的科目。这类考生可以填报大部分传统理工科专业，包括材料、生物、医学和制药专业等。因此，必将有一部分化学知识薄弱的学生进入大学无机化学课堂。因此，对学情进行分析十分必要，任课教师要掌握学生的无机化学知识储备及认知程度，同时任课教师要熟悉高中甚至初中教材知识，帮助学生顺利完成中学到大学无机化学知识的衔接，引导学生建立无机化学知识体系框架。特别地，有意识引导学生对中学和大学无机化学知识进行对比及深入探究，让学生意识到大学化学和中学化学的区别在于知识的深度和广度[3]。引导学生在原有知识储备下，从实质上挖掘概念和定义的含义，对知识的内涵和外延进行探究。中学的化学知识多是定性的概念性知识，而大学的无机化学知识则是系统的、定量推导的、实验性的[4]。

以理想气体为例，中学课堂主要在于公式的运用，即通过理想气体状态方程对研究体系进行简单计算。而大学课堂应该首先要介绍理想气体研究的历史背景和知识背景，重点讲解理想气体状态方程推演过程，包括科学家怎样根据实验结果总结规律，并进一步设计和开展实验来验证规律和结论。理解“理想气体模型”建立对科学研究的重要意义。引导学生从模型的角度理解理想气体和实际气体的差别，以及如何根据这些差别对理想气体状态方程进行修订，从而在理想气体的基础上推导出实际气体状态方程。让学生学会从历史发展的角度看待问题，科学严谨地思考问题，明白这些知识不是一蹴而就突然出现在课本上的，而是人类伟大智慧的结晶。

2.增强课堂趣味，引起学生共鸣。大学课堂重在引导，教师是课堂的组织者，而学生是课堂的主体。如果学生不参与课堂、不自主学习，教师的引导将失去意义。应试教育下培养出的学生，学习主动性不强。因此，首先必须要让学生认识到自主学习的重要性。要让学生积极主动学习，则必须为他们提供学习的动力，激发学习的热情。作为任课教师，要提高自身教學水平，课堂教学要具有科学性、启发性和艺术性，才能真正引起学生共鸣，激发学生的学习热情，从而积极参与课堂，进而引导学生自主学习、自发思考、自由探索。此外，大部分学生的学习方法单一，对知识的理解不够深入，造成学习吃力、困难、知识点混乱，进而导致对学习的排斥和反感。

因此，任课教师在引出新理论、新知识时，可以通过介绍新理论、新知识产生的历史背景、相关代表人物、理论建立过程中的趣事传奇，以及理论（知识）对当时社会及后续学科发展的重要意义，并且从现代科学的角度重新认识这些理论（知识）。增加学生的兴趣，吸引学生的注意，让学生体验无机化学之美，感受科学的魅力。进而科学引导学生主动消化吸收新知识，让“无机化学”课堂不再变成学生学习的负担，而是精神上的享受，从而提高学生的课堂参与感和存在感。

例如：讲解波粒二象性、海森堡不确定性原理及薛定谔方程时，引出爱因斯坦与玻尔的三次辩论及科学史上伟大的索维尔会议。趣味性且引人深思地介绍以玻尔为首的哥本哈根学派（代表人物包括海森堡、泡利、狄拉克、薛定谔、玻恩等世界级著名物理学家/数学家）和“孤胆英雄”爱因斯坦之间关于量子论的辩论，这场伟大辩论是顶级科学家思想的碰撞，并因此成就和完善了量子力学和相对论。而量子力学打开了微观世界的大门，其在微观世界的地位等同于宏观世界的“牛顿定律”。当量子力学的理论与原子结构相结合，形成了近代原子模型即电子云模型，进一步深化出了近代价键理论，杂化轨道理论，分子轨道理论和能带结构理论。通过这些背景知识、伟大科学家的精彩故事，激发课堂活力，增强课堂趣味，增强学习动力和学习热情。

3.教学内容与科技前沿融合。当代大学生或多或少受到部分网络糟粕文化的侵蚀，看到各路明星“日进百万”，各路网红主播身价千万，而科学家、医生、工程师等社会骨干、脊梁却是埋头苦干的“苦行僧”形象。这会使学生心里产生落差，从而滋生“学习无用论”，不愿意脚踏实地地刻苦钻研，总梦想一步登天。刚入校的大学生最容易受到网络糟粕文化的影响，作为任课教师要给予正确的价值导向，弘扬刻苦钻研的科学精神。将无机化学课堂教学与科技前沿有机融合，将科学知识如何创造巨大社会价值、如何助力我国民族复兴伟大事业、如何帮助人类突破局限的事实生动地介绍给学生，打破学生的“学习无用论”，引导学生以伟大科学家和科研工作者为偶像、为榜样，树立崇高的理想，为中华之崛起而读书。

例如：讲解化学反应原理及过渡态理论时，将最新的催化领域相关进展、主要成果及意义进行简单介绍，如光电催化CO2还原制备高附加值燃料，讲解在催化转化原理及化学键断裂/生成的基本原理时，介绍前沿科技如何实现温室气体变废为宝，建立人工碳循环等伟大愿景。

4.多媒体技术的运用。随着信息技术的发展，多媒体教学必将是未来教育方式的重要发展方向。多媒体教学具有传统课堂讲解所不具备的优势，如通过简单的视频演示将学生难以理解的抽象问题及复杂的过程，直观形象地展示出来。任课教师要主动学习多媒体技术，将多媒体技术作为有效的教学辅助方式，提高自身教学技能。

例如：以氧分子为例，展示单个氧原子在x，y，z方向的p轨道形状和延伸方向，再以动图展示两个氧原子逐渐靠近，如何形成σpx-px键同时形成πp-p键，以及形成共价键后电子云形状的改变。通过动图演示，可以将抽象难懂的微观过程化繁为简，深入浅出，同时加深学生对共价键的理解。

但同时也要注意，不可滥用多媒体技术，造成学生视听疲劳。

（三）学习效果评价方式改革

学生学习效果评价多通过期末考试、平时作业及课堂表现三部分组成，主要是前两部分。平时作业抄袭现象严重且难以杜绝，而期末考试仍旧主要考查学生对知识点结论的掌握及公式、理论的运用，偏向应试教育。相当一部分学生，选择期末前突击，背熟知识点、公式、理论，就能顺利通过考试。任课教师应该根据授课模式的改变来调整评价模式，思考如何更好地评价学生的学习效果，通过学习效果评价方式改革来督促学生端正学习态度。

例如：平时作业可以侧重案例分析，设计开放性题目，鼓励学生课后查阅资料、调研，课堂上组织学生进行案例讨论分析，培养学生自主学习和分析问题的能力。

（四）“无机化学”课程思政探索

大一新生刚走出中学校园，脱离老师家长的“严密管控”，正处于世界观、人生观和价值观塑造和成熟的关键时期，容易被误导。因此，课程思政迫在眉睫，通过课程思政对学生的“三观”进行正确的引导，帮助学生树立正确的国家观、民族观、历史观、文化观，增强民族自信和文化自信，在培养高质量专业人才的同时进行德育教育，真正为中国特色社会主义事业培养合格的建设者和可靠的接班人。

“无机化学”作为专业基础课程，课程思政过程要避免“硬植入”、生搬硬套，从而影响思想政治教育效果。要潜移默化地对学生的思想意识、行为举止产生影响，做到如潤物细无声。这要求任课教师发自内心地认同自己所讲，要求任课教师具备较高的政治素养和觉悟，热爱祖国，才能真正地感染、影响学生。

结语

总而言之，无机化学教学质量对相关专业学生素质具有重要影响。无机化学学生处于学习心态、学习方法转变及“三观”塑造的关键时期。本文立足无机化学教学现状及困境，从任课教师教学理念和方法的转变、课堂教学方式创新、学习效果评价方式改革、“无机化学”课程思政探索几个方面提出改革举措，引导学生端正学习态度，转变学习方式，帮助学生适应大学课堂并激发学生自主学习动力和热情。以学生为主体，创新教学方法，注重培养学生获取知识的能力，即思维方式训练，淡化对知识点本身的灌输。培养学生分析和解决实际问题的能力，培养学生严谨的科学态度和探索知识的进取精神，并使学生树立辩证唯物主义观点和科学思维能力。使学生适应新时代高素质专业人才的要求，具备解决错综复杂的实际工程问题或研究难题的能力。同时，将课程思政有机融入课堂，对学生进行正确的价值引导，树立崇高理想。

参考文献

[1]周红波，朱国兴，沈小平，等.高校无机化学教学中大学生科研潜质的培养[J].教育教学论坛，2014（8）：68-69.

[2]常新红.高师无机化学教学的思考和实践[J].广州化工，2014，42（1）：162-163.

[3]付晓育，孙向丽，王海峰.大学无机化学与高中化学的衔接[J].江西化工，2019（2）：225-227.

[4]李守柱.大学无机化学的教学改革与实践[J].高教学刊，2017（10）：84-85.

On the Reform， Exploration and Practice of Teaching of Inorganic Chemistry

LIANG Cheng-lu， LIU Yang

（Department of Materials Science and Engineering， Fujian University of Technology， Fuzhou，

Fujian 350118， China）

Abstract： At present， most freshmen show insufficient motivation for academic study， and lack the spirit of autonomous learning and independent thinking， which makes them difficult to accommodate college learning and life. Inorganic Chemistry is the first specialized compulsory course for chemistry and related majors （chemical engineering， biology， materials， environment， pharmacy， etc.）. The teaching quality of Inorganic Chemistry may directly affect the learning effects and enthusiasm of students， and may further affect the learning quality of the follow-up professional courses. As a result， the improvement of students’ quality and ability will be hindered. Equally important is how to organically integrate the ideological and political courses with the teaching of professional knowledge in Inorganic Chemistry， to integrate the educational goal of cultivating students by virtue into the teaching process of Inorganic Chemistry， so as to train successors for China’s socialist modernization construction.

Key words： Inorganic Chemistry; teaching reform; “curriculum ideological and political education”